JP3522167B2 - 演算処理回路及び演算処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の成分データ
を有する入力データに対して演算処理を行う演算処理回
路及び演算処理方法に関し、例えば、特別な並列演算機
構を持たないような計算機（特にはプロセッサを意識し
ており、以下では、プロセッサと呼ぶこととする）を用
いて高速に処理を行うことができるようにしたものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】最近、各種装置に、３２ビットプロセッ
サや６４ビットプロセッサが適用されていることが多
い。３２ビットプロセッサであれば、内部に、３２ビッ
ト幅の演算器（スカラ加減算器、論理演算器など）が搭
載されており、６４ビットプロセッサであれば、内部
に、６４ビット幅の演算器が搭載されている。なお、以
下では、Ｗビット幅の演算器をＷビット演算器と呼ぶ。

【０００３】例えば、一般的な３２ビットプロセッサの
場合、３２ビット幅の演算命令の他に、３２ビット演算
器の下位１６ビットだけを使用する１６ビット命令や、
下位８ビットだけを使用する８ビット命令がある。

【０００４】ところで、従来、ベクトルデータのような
複数の成分からなるデータに対する演算処理は、成分デ
ータ毎の演算処理を繰り返すことによって行っていた。
例えば、ベクトルＸ＝（ｘ１，…，ｘｎ）とベクトルＹ
＝（ｙ１，…，ｙｎ）のベクトル加算Ｚ＝Ｘ＋Ｙのよう
な処理は、成分データ毎の加算処理ｚｉ＝ｘｉ＋ｙｉ
（但し、ｉは１〜ｎ）をベクトルの成分数ｎ回繰り返し
て処理していた。例えば、成分データのビット数が８ビ
ットであれば、演算器が３２ビット演算器であっても、
８ビット命令を発行して成分データ毎の加算処理ｚｉ＝
ｘｉ＋ｙｉをベクトルの成分数ｎ回だけ繰り返してい
た。

【０００５】また、最近、成分データ毎の並列演算にも
対応できる特別なベクトル演算回路を有するプロセッサ
も出現してきた（例えば、ｉｎｔｅｌ社のＭＭＸやＳＳ
Ｅ（共に商標））。このような特別なベクトル演算回路
は、例えば、６４ビットのデータを、８ビットずつの８
成分ベクトルとして演算するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、デ
ジタル画像データは、各画素毎に８ビット程度の輝度成
分データを持つなど、大量の成分データよりなるデータ
である。動画像符号化装置や動画像復号装置などにおい
ては、このような大量の成分データでなるデジタル画像
データに対する各種の演算処理（例えば、動きベクトル
の検出処理やフレーム間の差分処理や水平ライン相関の
演算処理など）を行っている。

【０００７】１回の演算では１成分についての演算しか
実行できない、上述したような通常のＷビット演算器を
有するプロセッサでは、デジタル画像データのような多
くの成分データを有するデータを高速に処理することが
できない。

【０００８】一方、上述した特別なベクトル演算回路を
有するプロセッサでは、多くの成分データを有するデー
タに対し、高速に処理することも可能である。

【０００９】しかしながら、観点を変えれば、多くの成
分データを有するデータに対し、高速に処理するために
は、その装置に適用するプロセッサが限定されるという
課題がある。

【００１０】なお、成分データ毎の演算機能を備えない
演算器がプロセッサに搭載されているとして課題を説明
したが、単独の集積回路で構成されている演算器でも同
様な課題を有するものである。

【００１１】そのため、特別なベクトル演算回路を用い
ないで、多くの成分データを有するデータを高速に処理
し得る演算処理回路及び演算処理方法が求められてい
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、第１の本発明は、複数の成分データからなる１又は
２以上の入力データに対し、所定の演算を行う演算処理
回路において、（１）入力データの成分データをＷビッ
ト幅にパックしたパックデータを入力するパックデータ
入力手段と、（２）Ｗビット幅の演算を行うＷビット演
算器を１個又は複数組合せて備え、入力されたパックデ
ータに対し、Ｗビット幅のデータのまま、所定の演算を
行うパックデータ演算手段と、（３）パックデータであ
る、演算結果データを所定の出力形式で出力するパック
データ出力手段とを有することを特徴とする。

【００１３】また、第２の本発明は、複数の成分データ
からなる１又は２以上の入力データに対し、所定の演算
を行う演算処理方法において、（１）入力データの成分
データをＷビット幅にパックしたパックデータを入力
し、（２）Ｗビット幅の演算を行う、１個又は複数個の
組合せのＷビット演算器を用いて、入力されたパックデ
ータに対し、Ｗビット幅のデータのまま、所定の演算を
行い、（３）パックデータである、演算結果データを所
定の出力形式で出力することを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】（Ａ）第１の実施形態 まず、後述する第２の実施形態〜第５の実施形態などの
演算処理回路及び演算処理方法に共通する技術思想を、
図１を参照しながら説明する。なお、以下では、図１に
示したものを第１の実施形態の演算処理回路及び演算処
理方法と呼ぶこととする。

【００１５】この第１の実施形態の演算処理回路及び演
算処理方法は、複数の成分データからなるデータを演算
処理するものである。

【００１６】図１において、第１の演算処理回路は、パ
ックデータ入力手段１、パックデータ演算手段２及びパ
ックデータ出力手段３とからなる。

【００１７】パックデータ入力手段１は、複数の成分デ
ータからなる１つ以上の入力データに対する演算処理を
Ｗビット演算器２Ａを用いて実行できるようにするた
め、複数の成分データをパックしたデータとして、パッ
クデータ演算手段２に与えるものである。

【００１８】ここで、ある入力データｘが、複数の成分
データｘｉ（ｉ＝１，…，ｎ）（但し、ｎは成分数）か
らなるものとし、すなわち、ｘ＝（ｘ１，…，ｘｎ）と
し、各ｉ番目の成分データｘｉをそれぞれ所定のｗｉビ
ット幅で表現するものとすると、パックデータ入力手段
１は、各ｗｉビットの成分データｘｉをＷビット幅（但
し、ｗｉの合計はＷを越えないものとする）にパックし
たデータＸとして入力する。なお、各成分データｘｉの
ビット幅ｗｉはそれぞれ異っていても良い。

【００１９】例えば、各成分データｘｉが既にＷビット
幅にパックされたデータＸがあれば、パックデータ入力
手段１は、そのパックデータＸをパックデータ演算手段
２に与える。

【００２０】また例えば、各成分データｘｉが異なるレ
ジスタなどに格納されていれば、パックデータ入力手段
１は、各ｗｉビットの成分データｘｉをＷビット幅にパ
ックした後に、パックデータ演算手段２に与える。

【００２１】ここで、例えば、パック方法としては、Ｗ
ビットのうちの、上位ビット側（又は下位ビット側）か
ら、順にｗ１、ｗ２、…ビットずつのビットに、成分デ
ータｘ１、ｘ２、…をパックする等の方法がある。

【００２２】パックされていないデータをパックするよ
り具体的な方法として、以下の第１及び第２の方法など
を挙げることができる。

【００２３】第１の方法は、各成分データｘｉを入力
し、それぞれをｗｉビット幅にマスクし、適切な位置ま
でシフトしたものの論理和を求める方法である。また、
第２の方法は、メモリ上の連続したバイト列として格納
された成分データ（この場合、ｗｉ＝８）をＷビットの
ワードとして読み出す方法である。

【００２４】以下、第１の方法を、図２を用いて、具体
例で説明する（なお、図２は、説明のために簡略化した
例を示している）。Ｗビットが３２ビットとし、図２
（Ａ）に示す有効なビット幅ｗ１〜ｗ３が１０ビットで
ある３個の成分データｘ１〜ｘ３をＷビット幅にパック
するとする。また、３個の成分データｘ１〜ｘ３は、別
個の３２ビットのメモリ又はレジスタに格納されている
とする。

【００２５】この場合、有効なビット幅は１０ビットで
あっても、格納されているメモリ又はレジスタにおける
上位側に、図２（Ｂ）に示すように、不要なビットが存
在している可能性がある。そこでまず、格納されている
各成分データｘ１、ｘ２、ｘ３に対し、有効ビット幅
（１０ビット）にマスキングし、図２（Ｃ）に示すよう
なマスク後データを得る。マスキングは、各成分データ
ｘ１、ｘ２、ｘ３と、マスク用データ「０００００００
０００００００００００００００１１１１１１１１１
１」との論理積を求めることで実行できる。

【００２６】次に、パックした際に、各成分データｘ
１、ｘ２、ｘ３が互いに重なることを防止するため、マ
スク後の各成分データｘ１、ｘ２、ｘ３を、異なるシフ
ト量でシフトする。ここでは、図２（Ｄ）に示すよう
に、マスク後の成分データｘ１を上位へ２０ビット、マ
スク後の成分データｘ２を１０ビットだけシフトさせて
いる。

【００２７】そして最後に、シフト後の各成分データｘ
１、ｘ２、ｘ３の論理和をとって、図２（Ｅ）に示すパ
ックデータＸを得る。

【００２８】なお、成分データｘｉのビット幅ｗｉの合
計が、演算器２Ａのビット幅Ｗに満たない場合には、パ
ックデータに、成分データを表すためには使われていな
いビットが生じるが、その成分データ以外のビットの状
態は任意であっても良い。例えば、図２（Ｅ）の例で
は、上位２ビットが成分データ以外のビットであって
「００」であるものを示したが、ここが「１１」、「１
０」、「０１」のいずれであっても良い。

【００２９】また、パックデータ演算手段２による演算
が、２以上の入力データｘ、ｙ、…に対するものであれ
ば、各入力パックデータＸ、Ｙ、…も、各成分データｘ
ｉ、ｙｉをＷビット幅にパックしたものとなる。

【００３０】パックデータ演算手段２は、パックデータ
入力手段１からのパックデータＸ（、Ｙ、…）に対し、
所定の演算を行い、演算結果データＺをパックデータ出
力手段３に与えるものである。ここで、所定の演算と
は、例えば、スカラ加減算や、ビット毎の論理演算や、
シフト演算などであり、また、これら演算の複数の組合
せである。

【００３１】このパックデータ演算手段２は、パックデ
ータのビット幅Ｗをビット幅としている１又は複数のＷ
ビット演算器２Ａを備えており、このＷビット演算器２
Ａが所定の演算を実行する中心となるものである。Ｗビ
ット演算器２Ａは、例えば、従来の技術の項で説明し
た、成分データ毎の並列演算機能を備えないものであ
り、パックデータの全体に対して、所定の演算を実行す
る。言い換えると、Ｗビット演算器２Ａは、Ｗビット幅
のデータに対し、Ｗビット幅で演算しているだけであ
り、成分毎の演算を直接行っているものではない。

【００３２】パックデータ出力手段３は、パックデータ
演算手段２から与えられた演算結果データ（成分データ
がパックされているデータ）を、所定のデータ形式で出
力するものである。

【００３３】パックデータ出力手段３は、例えば、この
パックされている演算結果データが、他の演算処理回路
の入力データになる場合には、そのまま引き渡す。

【００３４】また、パックデータ出力手段３は、パック
されている演算結果データからそれぞれの成分データを
分離して出力するようにしても良い。このような分離方
法としては、例えば、以下の第１及び第２の方法を挙げ
ることができる。

【００３５】第１の成分データ毎の分離方法は、シフト
動作とマスキング動作を組み合わせた方法であり、詳述
は避けるが、図２を用いて詳述したパック化方法のほぼ
逆の手順で各成分データｚｉを分離抽出する方法であ
る。

【００３６】第２の成分データ毎の分離方法は、メモリ
上の連続したバイト列にＷビットのワードとして格納
し、個々のバイト（この場合ｗｉ＝８）を読み出すこと
で分離する方法である。

【００３７】第１の実施形態の演算処理回路の処理（第
１の実施形態の演算処理方法）は、以下の通りである。

【００３８】演算処理に供するデータにおける各成分デ
ータを、Ｗビット幅にパックしたデータを形成する。こ
のような成分データがパックされたパックデータに対
し、Ｗビット演算器を適用して、所定の演算手続を１回
実行する。その演算結果データを出力する。この際、必
要ならば、パックされている演算結果データを各成分デ
ータに分離する。

【００３９】上述した第１の実施形態によれば、各成分
データ毎の所定の演算を、成分データをパックしたパッ
クデータとして、Ｗビット演算器を利用した処理手続を
１回だけ実行して成分毎の演算結果を並列的に得るよう
にしたので、成分毎の並列演算機能を備えた特別な構成
の演算回路を用いないで、多くの成分データを有するデ
ータを高速に処理することができる。

【００４０】以下では、演算種類を特定した各実施形態
について説明する。

【００４１】なお、以下の説明において、Ｗビット幅の
データＸ、Ｙに対する、Ｗビット幅のスカラ加算をＸ＋
Ｙで、スカラ減算をＸ−Ｙで、Ｗビット幅のビット毎の
論理和をＸ│Ｙで、論理積をＸ＆Ｙで、排他的論理和を
Ｘ＾Ｙで、論理否定を￣Ｘで、Ｗビット幅の下位へのｓ
ビットのシフト演算をＸ＞＞ｓで表現する。

【００４２】また、以下の説明において、全ての成分デ
ータ毎の最上位ビットを単にＭＳＢと呼ぶことにする。
このＭＳＢは、Ｗビット幅のデータの最上位１ビットを
表すのではなく、パックされた各成分データのｗｉビッ
ト幅のビット列のうちの最上位ビット全て（ｎ個の成分
がパックされている場合は、ｎ個のビット）を表すもの
とする。また、ＭＳＢの全ビットが１で、それ以外のビ
ットが全て０であるＷビット幅のデータをＭで表すこと
にする。

【００４３】なお、以下の第４及び第５の実施形態の説
明においては、各成分データが２の補数表現で表されて
いるものを意識している。また、以下の第２及び第３の
実施形態は、各成分データが符号付の数であっても符号
なしの数であっても適用できるが、各成分データが符号
付の数である場合には、２の補数表現で表されているも
のを意識している。

【００４４】（Ｂ）第２の実施形態 第２の実施形態は、複数の成分データからなる２つの入
力データに対し、成分毎の加算を行う演算処理回路及び
演算処理方法である。

【００４５】図３は、第２の実施形態の演算処理回路の
構成を示し、上述した図１との同一、対応部分には、同
一、対応符号を付して示しているものである。

【００４６】図３において、第２の実施形態のパックデ
ータ入力手段１は、２つの入力データＸ＝（ｘ１，…，
ｘｎ）及びＹ＝（ｙ１，…，ｙｎ）を、それぞれ成分デ
ータをＷビット幅にパックしてＷビット幅のパックデー
タＸ、Ｙとしてパックデータ演算手段（この第２の実施
形態に関してはパックデータ加算手段と呼ぶ）２に入力
する。

【００４７】パックデータ加算手段２は、２個のＭＳＢ
置換部２００、２０１と、Ｗビット加算器２０２と、加
算結果調整部２０３とからなる。

【００４８】各ＭＳＢ置換部２００、２０１はそれぞ
れ、対応する入力パックデータＸ、ＹのＭＳＢを「０」
に置き換えたデータＸ０、Ｙ０を得るものである。例え
ば、（１）式及び（２）式に従う演算を実行して、置換
後データＸ０、Ｙ０を得る。

【００４９】 Ｘ０＝Ｘ＆（￣Ｍ） …（１） Ｙ０＝Ｙ＆（￣Ｍ） …（２） なお、（１）式、（２）式に従う演算で、入力パックデ
ータＸ、ＹのＭＳＢを「０」に置き換えたデータＸ０、
Ｙ０を得る場合には、各ＭＳＢ置換部２００、２０１は
それぞれ、例えば、Ｗビット幅の固定データ￣Ｍと、入
力パックデータＸ又はＹとの論理積を得るＷビット論理
積回路で構成できる。

【００５０】各ＭＳＢ置換部２００、２０１からの出力
データＸ０、Ｙ０は、Ｗビット加算器２０２に与えられ
る。Ｗビット加算器２０２は、入力されたデータＸ０及
びＹ０を、Ｗビット幅のスカラ加算し、その加算結果デ
ータＺ０を、加算結果調整部２０３に与える。Ｗビット
加算器２０２での演算処理を数式で表すと、（３）式に
示す通りである。

【００５１】 Ｚ０＝Ｘ０＋Ｙ０ …（３） 加算結果調整部２０３は、上述したＭＳＢ置換部２００
及び２０１と共に、各成分データ毎の加算を並列的に行
う処理（ベクトル加算）を、ＷビットにパックされたＷ
ビットパックデータとしてＷビット加算器２０２で行う
（スカラ加算）ことによる弊害を除去するためのもので
ある。

【００５２】加算結果調整部２０３は、Ｗビット加算器
２０２の加算結果データＺ０のＭＳＢを、加算結果デー
タＺ０と入力パックデータＸ及びＹとのビット毎の排他
的論理和のＭＳＢに置き換えたデータＺを得てパックデ
ータ出力手段３に与える。

【００５３】加算結果調整部２０３による上述の処理
は、例えば、（４）式又は（５）式のＷビット幅の演算
を行うことに相当する。（４）式又は（５）式から明ら
かなように、上述した機能を果たすならば、演算の順序
等は任意である。

【００５４】 Ｚ＝Ｚ０＾（（Ｘ＾Ｙ）＆Ｍ） …（４） Ｚ＝Ｚ０＾（Ｘ＆Ｍ）＾（Ｙ＆Ｍ） …（５） 加算結果調整部２０３が、（４）式に従う演算を実行す
るものである場合、加算結果調整部２０３は、例えば、
固定データＭを保持しているＭレジスタと、入力パック
データＸ及びＹのＷビット幅の排他的論理和を求める第
１のＷビット排他的論理和回路と、その排他的論理和デ
ータとＭレジスタの保持データＭとのＷビット幅の論理
積を求めるＷビット論理積回路と、その論理積データと
加算結果データＺ０とのＷビット幅の排他的論理和を求
める第２のＷビット排他的論理和回路とで構成できる。

【００５５】パックデータ出力手段３は、加算結果調整
部２０３から与えられた加算結果データＺを、所定のデ
ータ形式で出力するものである。

【００５６】次に、ＭＳＢ置換部２００及び２０１と、
加算結果調整部２０３とを設けている意味合いについ
て、図４（なお、図４は、説明のために簡略化した例を
示している）を参照しながら説明する。

【００５７】説明の簡略化のために、Ｗ＝８、ｗ１＝ｗ
２＝４とし、各成分データが２の補数表現された４ビッ
トの符号付の数である場合を取り上げる（なお、符号な
しの成分データにもこの第２の実施形態は適用でき
る）。また、成分毎の加算が行われる２個のベクトル
を、１０進数表記で、ｘ＝（１，−２）及びｙ＝（１，
３）とする。この場合、各成分データがパックされたデ
ータＸ、Ｙはそれぞれ、図４（Ａ）に示すように、「０
００１１１１０」、「０００１００１１」となる。

【００５８】ここで、ＭＳＢ置換部２００及び２０１
と、加算結果調整部２０３とが設けられておらず、Ｗビ
ット加算器２０２だけが設けられている場合には、スカ
ラ加算結果Ｘ＋Ｙは、図４（Ｂ）に示すように、「００
１１０００１」となり、成分毎の加算から見て正しい値
「００１００００１」とはなっていない。

【００５９】これは、スカラ加算を用いているために、
各成分データの最上位ビットからの桁上がりが、上位側
の成分データの加算に影響を与えるためである。

【００６０】そこで、各成分データの最上位ビットから
の桁上がりが、上位側の成分データの加算に影響を与え
ることを防止すべく、入力パックデータＸ、ＹのＭＳＢ
を０に置き換えるＭＳＢ置換部２００及び２０１を設け
ている。図４（Ｃ）及び（Ｄ）は、これらＭＳＢ置換部
２００及び２０１の処理を示している。

【００６１】すなわち、入力パックデータＸ、ＹのＭＳ
Ｂが０に置き換えられているため、置換後のデータＸ０
及びＹ０をスカラ加算すると、その加算結果データＺ０
は、図４（Ｅ）に示すように「００１０１００１」とな
り、成分毎の加算から見て正しい値「００１００００
１」と、ＭＳＢ部分以外では一致している（ＭＳＢ部分
は必ずしも一致しない）。

【００６２】加算結果データＺ０におけるＭＳＢ部分を
正しい値に戻すために、加算結果調整部２０３が設けら
れている。加算結果調整部２０３による調整の考え方
は、上述した（５）式が良く反映している。

【００６３】（５）式における（Ｘ＆Ｍ）と（Ｙ＆Ｍ）
とはそれぞれ、ＭＳＢ置換部２００、２０１で欠落させ
た、入力パックデータＸ、ＹのＭＳＢ部分のみを取り出
した値である。これらと、ＭＳＢ部分以外の加算結果で
あるＺ０とを、桁上がりを起こさずに加算できれば、求
める成分毎の加算結果が得られる。桁上がりを無視した
１ビットの加算は排他的論理和であるので、図４（Ｆ）
に示すように、これらの排他的論理和を演算することに
よって、ＭＳＢ部分も正しい値となる。

【００６４】以上の説明は、第２の実施形態の処理（第
２の実施形態の演算処理方法）の説明にもなっているの
で、処理だけを取り上げた説明は省略する。

【００６５】上述した第２の実施形態によれば、各成分
データ毎の加算演算を、成分データをパックしたパック
データとして、Ｗビット加算器を利用した処理手続を１
回だけ実行して成分毎の加算結果を並列的に得るように
したので、成分毎の並列演算機能を備えた特別な構成の
演算回路を用いないで、多くの成分データを有するデー
タを高速にベクトル加算処理することができる。

【００６６】（Ｃ）第３の実施形態 第３の実施形態は、複数の成分データからなる２つの入
力データに対し、成分毎の減算を行う演算処理回路及び
演算処理方法である。

【００６７】図５は、第３の実施形態の演算処理回路の
構成を示し、上述した図１との同一、対応部分には、同
一、対応符号を付して示しているものである。

【００６８】図５において、第３の実施形態のパックデ
ータ入力手段１は、２つの入力データｘ＝（ｘ１，…，
ｘｎ）及びｙ＝（ｙ１，…，ｙｎ）を、それぞれ成分デ
ータをＷビット幅にパックしてＷビット幅のパックデー
タＸ、Ｙとしてパックデータ演算手段（この第３の実施
形態に関してはパックデータ減算手段と呼ぶ）２に入力
する。

【００６９】パックデータ減算手段２は、２個のＭＳＢ
置換部２１０、２１１と、Ｗビット減算器２１２と、減
算結果調整部２１３とからなる。

【００７０】ＭＳＢ置換部２１０は、対応する入力パッ
クデータＸのＭＳＢを「１」に置き換えたデータＸ１を
得るものである。ＭＳＢ置換部２１１は、対応する入力
パックデータＹのＭＳＢを「０」に置き換えたデータＹ
０を得るものである。ＭＳＢ置換部２１０、２１１はそ
れぞれ、例えば、（６）式、（７）式に従う演算を実行
して、置換後データＸ１、Ｙ０を得る。

【００７１】 Ｘ１＝Ｘ│Ｍ …（６） Ｙ０＝Ｙ＆（￣Ｍ） …（７） なお、ＭＳＢ置換部２１１は、第１の実施形態のＭＳＢ
置換部２００、２０１と同様に構成することができる。
一方、ＭＳＢ置換部２１０は、（６）式に従う演算で、
入力パックデータＸのＭＳＢを「１」に置き換えたデー
タＸ１を得る場合には、ＭＳＢ置換部２１０は、例え
ば、Ｗビット幅のデータＭの保持レジスタと、その保持
レジスタの保持データＭと入力パックデータＸとの論理
和を得るＷビット論理和回路とで構成できる。

【００７２】各ＭＳＢ置換部２１０、２１１からの出力
データＸ１、Ｙ０は、Ｗビット減算器２１２に与えられ
る。Ｗビット減算器２１２は、入力されたデータＸ１か
ら入力データＹ０を、Ｗビット幅でスカラ減算し、その
減算結果データＺ１を、減算結果調整部２１３に与え
る。Ｗビット減算器２１２での演算処理を数式で表す
と、（８）式に示す通りである。

【００７３】 Ｚ１＝Ｘ１−Ｙ０ …（８） 減算結果調整部２１３は、上述したＭＳＢ置換部２１０
及び２１１と共に、各成分データ毎の減算を並列的に行
う処理（ベクトル減算）を、ＷビットにパックされたＷ
ビットパックデータとしてＷビット減算器２１２で行う
（スカラ減算）ことによる弊害を除去するためのもので
ある。

【００７４】減算結果調整部２１３は、Ｗビット減算器
２１２の減算結果データＺ１のＭＳＢを、減算結果デー
タＺ１と入力パックデータＸと入力パックデータＹとの
ビット毎の排他的論理和の否定のＭＳＢに置き換えたデ
ータＺを得てパックデータ出力手段３に与える。

【００７５】減算結果調整部２１３による上述の処理
は、例えば、（９）式又は（１０）式のＷビット幅の演
算を行うことに相当する。（９）式又は（１０）式から
明らかなように、上述した機能を果たすならば、演算の
順序等は任意である。

【００７６】 Ｚ＝Ｚ１＾（（Ｘ＾Ｙ＾Ｍ）＆Ｍ） …（９） Ｚ＝Ｚ１＾Ｍ＾（（Ｘ＾Ｙ）＆Ｍ） …（１０） 減算結果調整部２１３が、（９）式に従う演算を実行す
るものである場合、減算結果調整部２１３は、例えば、
固定データＭを保持しているＭレジスタと、入力パック
データＸ及びＹのＷビット幅の排他的論理和を求める第
１のＷビット排他的論理和回路と、その排他的論理和デ
ータとＭレジスタの保持データＭとのＷビット幅の排他
的論理和を求める第２のＷビット排他的論理和回路と、
その排他的論理和データとＭレジスタの保持データＭと
のＷビット幅の論理積を求めるＷビット論理積回路と、
その論理積データと減算結果データＺ１とのＷビット幅
の排他的論理和を求める第３のＷビット排他的論理和回
路とで構成できる。

【００７７】パックデータ出力手段３は、減算結果調整
部２１３から与えられた減算結果データＺを、所定のデ
ータ形式で出力するものである。

【００７８】ここで、ＭＳＢ置換部２１０及び２１１
と、減算結果調整部２１３とが設けられておらず、Ｗビ
ット減算器２１２だけが設けられている場合には、スカ
ラ減算結果Ｘ＋Ｙは、成分毎の減算から見て必ずしも正
しい値とはならない。これは、スカラ減算を用いている
ために、各成分データの最上位ビットからの桁下がり
が、上位側の成分データの減算に影響を与えるためであ
る。

【００７９】そのため、この第３の実施形態では、ＭＳ
Ｂ置換部２１０及び２１１と、減算結果調整部２１３と
を設けている。

【００８０】このように、ＭＳＢ置換部２１０及び２１
１と、減算結果調整部２１３とを設けることは、上述し
た第２の実施形態と同様である。

【００８１】なお、ＭＳＢ置換部２１０及び２１１によ
る処理、減算結果調整部２１３による処理を上述のよう
に定めたかの説明は省略するが、ＭＳＢ置換部２１０及
び２１１による処理、減算結果調整部２１３による処理
により、各成分データの最上位ビットからの桁下がり
が、上位側の成分データの減算に影響を与えることを防
止できている。

【００８２】上述した第３の実施形態によれば、各成分
データ毎の減算を、成分データをパックしたパックデー
タとして、Ｗビット減算器を利用した処理手続を１回だ
け実行して成分毎の減算結果を並列的に得るようにした
ので、成分毎の並列演算機能を備えた特別な構成の演算
回路を用いないで、多くの成分データを有するデータを
高速にベクトル減算処理することができる。

【００８３】（Ｄ）第４の実施形態 第４の実施形態は、複数の成分データからなる１個の入
力データに対し、成分毎の符号反転を行う演算処理回路
及び演算処理方法である。

【００８４】図６は、第４の実施形態の演算処理回路の
構成を示し、上述した図１との同一、対応部分には、同
一、対応符号を付して示しているものである。

【００８５】図６において、第４の実施形態のパックデ
ータ入力手段１は、１個の入力データｘ＝（ｘ１，…，
ｘｎ）を、その成分データをＷビット幅にパックしてＷ
ビット幅のパックデータＸとしてパックデータ演算手段
（この第４の実施形態に関してはパックデータ符号反転
手段と呼ぶ）２に入力する。

【００８６】パックデータ符号反転手段２は、ＭＳＢ置
換部２２０、整数部変換部２２１及び符号調整部２２２
とからなる。

【００８７】ＭＳＢ置換部２２０は、入力パックデータ
ＸのＭＳＢを「０」に置き換えたデータＸ０を得るもの
である。ＭＳＢ置換部２２０は、例えば、（１１）式に
従う演算を実行して、置換後データＸ０を得る。なお、
ＭＳＢ置換部２２０は、第１の実施形態のＭＳＢ置換部
２００、２０１と同様に構成することができる。

【００８８】 Ｘ０＝Ｘ＆（￣Ｍ） …（１１） ＭＳＢ置換部２２０も、後述する整数部変換部２２１で
の減算処理が、パックデータになっているために、各成
分の範囲を越えて影響し合うことを回避すべく、入力パ
ックデータＸのＭＳＢを「０」に置換するものである。

【００８９】整数部変換部２２１は、データＭと、ＭＳ
Ｂ置換後のパックデータＸ０のＷビット幅のスカラ減算
を行い、その演算結果データＺ２を符号調整部２２２に
与えるものである。整数部変換部２２１による演算は、
（１２）式で表すことができる。

【００９０】 Ｚ２＝Ｍ−Ｘ０ …（１２） この第４の実施形態が対象としている各成分データは、
上述のように、２の補数表現に従っているので、絶対値
が同じ正負の成分データの符号を除いた整数部分の和は
以下のようになる。すなわち、整数部分を仮に４ビット
とすると、絶対値が同じ正負の成分データの符号を除い
た整数部分の和は「１００００」となる。従って、（１
２）式は、ＭＳＢ置換部２２０での処理をも考慮する
と、各成分データの整数部分を符号反転に合わせて変換
したものとなる。しかしながら、整数部変換部２２１か
らの出力データＺ２の符号ビット位置の値（符号）は、
各成分データ毎の符号反転から見て正しい値になってい
るとは限らない。

【００９１】符号調整部２２２は、そのため、整数部変
換部２２１からの整数部変換データＺ２における各成分
の整数部分の値を維持したまま、符号ビットの値を、各
成分データ毎の符号反転から見て正しい値に調整する。
すなわち、符号調整部２２２は、整数部変換データＺ２
のＭＳＢを、整数部変換データＺ２と入力パックデータ
Ｘのビット毎の排他的論理和の否定のＭＳＢに置き換え
た符号反転データＺを得てパックデータ出力手段３に与
える。

【００９２】符号調整部２２２による上述の処理は、例
えば、（１３）式又は（１４）式のＷビット幅の演算を
行うことに相当する。（１３）式又は（１４）式から明
らかなように、上述した機能を果たすならば、演算の順
序等は任意である。なお、図６では、符号調整部２２２
が（１３）式に従う演算を実行するように記載している
が、これには限定されない。

【００９３】 Ｚ＝Ｚ２＾（Ｘ＆Ｍ）＾Ｍ …（１３） Ｚ＝Ｚ２＾（（￣Ｘ）＆Ｍ） …（１４） 符号調整部２２２が、（１４）式に従う演算を実行する
ものである場合、符号調整部２２２は、例えば、入力パ
ックデータＸのＷビット幅の論理否定を求める論理否定
回路と、その論理否定データと固定データＭとのＷビッ
ト幅の論理積を求める論理積回路と、その論理積データ
と整数部変換データＺ２とのＷビット幅の排他的論理和
を求める排他的論理和回路とで構成できる。

【００９４】パックデータ出力手段３は、符号調整部２
２２から与えられた符号反転データＺを、所定のデータ
形式で出力するものである。

【００９５】以上の構成の説明によって、処理も明かで
あるので、第４の実施形態の処理（演算処理方法）の説
明は省略する。

【００９６】上述した第４の実施形態によれば、各成分
データ毎の符号反転を、成分データをパックしたパック
データとして、Ｗビット幅の演算器を利用した処理手続
を１回だけ実行して成分毎の符号反転結果を並列的に得
るようにしたので、成分毎の並列演算機能を備えた特別
な構成の演算回路を用いないで、多くの成分データを有
するデータを高速に符号反転処理することができる。

【００９７】（Ｅ）第５の実施形態 第５の実施形態は、複数の成分データからなる入力デー
タの全ての成分に対し、成分毎の絶対値を求める演算処
理回路及び演算処理方法である。

【００９８】図７は、第５の実施形態の演算処理回路の
構成を示し、上述した図１との同一、対応部分には、同
一、対応符号を付して示しているものである。

【００９９】図７において、第５の実施形態のパックデ
ータ入力手段１は、１個の入力データｘ＝（ｘ１，…，
ｘｎ）を、その成分データをＷビット幅にパックしてＷ
ビット幅のパックデータＸとしてパックデータ演算手段
（この第５の実施形態に関してはパックデータ絶対値化
手段と呼ぶ）２に入力する。なお、この第５の実施形態
の場合、各成分ｘｉのビット幅ｗｉが全て、所定のビッ
ト幅ｗに等しいものとする。

【０１００】パックデータ絶対値化手段２は、符号抽出
部２３０、シフト部２３１、スカラ減算器２３２、及
び、ＭＳＢ調整部２３３とからなる。

【０１０１】なお、周知のように、２の補数表現で表さ
れている各成分データにおいて、その成分データが正で
あれば、その絶対値はそのままであり、その成分データ
が負であれば、全てのビットを論理反転した後に「１」
を加算することで絶対値化できる。パックデータ絶対値
化手段２は、この点を考慮して構成されている。

【０１０２】符号抽出部２３０は、ＭＳＢが全て入力パ
ックデータＸのＭＳＢと等しく、その他の成分ビットが
０であるデータＸＭを得て、シフト部２３１、スカラ減
算器２３２及びＭＳＢ調整部２３３に与える。符号抽出
部２３０は、例えば、（１５）式に従って、データＸＭ
を形成する。

【０１０３】 ＸＭ＝Ｘ＆Ｍ …（１５） 符号抽出部２３０からの出力データＸＭにおいて、各成
分データｘｉに対応するｗｉ（＝ｗ）ビット幅のデータ
部分は、成分データｘｉが正であれば全てのビットが
０、すなわち、「００…００」となり、成分データｘｉ
が負であれば、ＭＳＢが「１」で他が「０」、すなわ
ち、「１０…００」となる。言い換えると、各成分デー
タｘｉの符号ビット情報のみを抽出したものとなってい
る。

【０１０４】シフト部２３１は、符号抽出部２３０から
の出力データＸＭを下位側にｗ−１ビットだけシフトし
たデータＸＬを得て、スカラ減算器２３２及びＭＳＢ調
整部２３３に与える。シフト部２３１は、例えば、（１
６）式に従って、データＸＬを形成する。

【０１０５】 ＸＬ＝ＸＭ＞＞（ｗ−１） …（１６） 上述したように、符号抽出部２３０からの出力データＸ
Ｍにおいて、各成分データｘｉに対応するｗｉ（＝ｗ）
ビット幅のデータ部分は、成分データｘｉが正であれば
「００…００」であり、成分データｘｉが負であれば
「１０…００」であるので、シフト部２３１からの出力
データＸＬにおいて、各成分データｘｉに対応するｗｉ
（＝ｗ）ビット幅のデータ部分は、成分データｘｉが正
であれば「００…００」となり、成分データｘｉが負で
あれば「００…０１」となる。

【０１０６】スカラ減算器２３２は、符号抽出部２３０
からの出力データＸＭから、シフト部２３１からの出力
データＸＬを、Ｗビット幅のスカラ減算し、その減算結
果データＸＳをＭＳＢ調整部２３３に与える。スカラ減
算器２３２による演算は、（１７）式で表すことができ
る。

【０１０７】 ＸＳ＝ＸＭ−ＸＬ …（１７） 符号抽出部２３０からの出力データＸＭにおいて、各成
分データｘｉに対応するｗｉ（＝ｗ）ビット幅のデータ
部分は、成分データｘｉの正負に応じて、「００…０
０」又は「１０…００」をとり、シフト部２３１からの
出力データＸＬにおいて、各成分データｘｉに対応する
ｗｉ（＝ｗ）ビット幅のデータ部分は、成分データｘｉ
の正負に応じて、「００…００」又は「００…０１」を
とるので、減算結果データＸＳにおいて、各成分データ
ｘｉに対応するｗｉ（＝ｗ）ビット幅のデータ部分は、
成分データｘｉが正であれば「００…００」となり、成
分データｘｉが負であれば「０１…１１」となる。

【０１０８】ＭＳＢ調整部２３３は、入力パックデータ
Ｘと、符号抽出部２３０からの出力データＸＭと、スカ
ラ減算器２３２からの出力データＸＳとのビット毎の排
他的論理和をとると共に、さらに、その排他的論理和デ
ータＺＬと、シフト部２３１からの出力データＸＬと
を、Ｗビット幅でスカラ加算し、得られたデータＺを、
絶対値データＺとしてパックデータ出力手段３に与え
る。ＭＳＢ調整部２３３は、結果として、（１８）式及
び（１９）式に示す演算を実行していることになる。

【０１０９】 ＺＬ＝Ｘ＾ＸＭ＾ＸＳ …（１８） Ｚ＝ＺＬ＋ＸＬ …（１９） 以下、（１８）式及び（１９）式の意味合いを説明す
る。

【０１１０】符号抽出部２３０からの出力データＸＭに
おいて、各成分データｘｉに対応するｗｉ（＝ｗ）ビッ
ト幅のデータ部分は、成分データｘｉの正負に応じて、
「００…００」又は「１０…００」をとり、スカラ減算
器２３２からの出力データＸＳにおいて、各成分データ
ｘｉに対応するｗｉ（＝ｗ）ビット幅のデータ部分は、
成分データｘｉの正負に応じて、「００…００」又は
「０１…１１」をとるので、（１８）式におけるＸＭ＾
ＸＳの各成分データｘｉに対応するｗｉ（＝ｗ）ビット
幅のデータ部分は、成分データｘｉが正であれば「００
…００」となり、成分データｘｉが負であれば「１１…
１１」となる。

【０１１１】このような値をとるデータＸＭ＾ＸＳと、
入力パックデータＸとの排他的論理和データＺＬを求め
ると、成分データｘｉが正であれば、データＸＭ＾ＸＳ
の成分データｘｉに対応するデータ部分が「００…０
０」であるため、成分データｘｉがそのまま排他的論理
和データＺＬに現れ、一方、成分データｘｉが負であれ
ば、データＸＭ＾ＸＳの成分データｘｉに対応するデー
タ部分が「１１…１１」であるため、成分データｘｉの
各ビットが論理反転されて排他的論理和データＺＬに現
れる。

【０１１２】このような入力パックデータＸにおける正
の成分データはそのまま含み、負の成分データに対して
は各ビットを論理反転したデータＺＬが得られたので、
後は、負の成分データに対応した部分に「１」を加算す
れば良い。

【０１１３】シフト部２３１からの出力データＸＬは、
上述のように、各成分データｘｉに対応するｗｉ（＝
ｗ）ビット幅のデータ部分が、成分データｘｉの正負に
応じて、「００…００」又は「００…０１」をとってい
るので、排他的論理和データＺＬにデータＸＬをＷビッ
ト幅でスカラ加算することは、負の成分データに対応し
た部分にのみ「１」を加算することに相当する。以上の
ようにして絶対値データＺが得られる。

【０１１４】なお、ＭＳＢ調整部２３３などにおける演
算の順序等は演算の意味を変えなければ任意である。

【０１１５】例えば、上記説明では、負の入力成分デー
タに対する符号反転処理が、「全てのビットの論理反転
に１を加算する処理」として説明したが、「１を減算し
てから全てのビットを論理反転」する、（２０）式に示
すような演算処理であっても良い。

【０１１６】 Ｚ＝（Ｘ−ＸＬ）＾（ＸＭ｜ＸＳ） …（２０） ＭＳＢ調整部２３３が（１８）式及び（１９）に従って
演算するものであれば、ＭＳＢ調整部２３３は、例え
ば、データＸＭ及びデータＸＳのＷビット幅の排他的論
理和を求める第１のＷビット排他的論理和回路と、その
排他的論理和データと入力パックデータＸとのＷビット
幅の排他的論理和を求める第２のＷビット排他的論理和
回路と、その排他的論理和データとデータＸＬとのＷビ
ット幅のスカラ加算値を求めるスカラ加算器とで構成で
きる。

【０１１７】パックデータ出力手段３は、ＭＳＢ調整部
２３３から与えられた絶対値データＺを、所定のデータ
形式で出力するものである。

【０１１８】以上の構成の説明によって、処理も明かで
あるので、第５の実施形態の処理（演算処理方法）の説
明は省略する。

【０１１９】上述した第５の実施形態によれば、各成分
データ毎の絶対値を、成分データをパックしたパックデ
ータとして、Ｗビット幅の演算器を利用した処理手続を
１回だけ実行して成分毎の絶対値を並列的に得るように
したので、成分毎の並列演算機能を備えた特別な構成の
演算回路を用いないで、多くの成分データを有するデー
タに対し、高速に絶対値を求めることができる。

【０１２０】（Ｆ）第６の実施形態 第６の実施形態は、入力データにおける成分データの数
が多く、各成分データのビット幅の総和がＷビットを越
えている場合に適用する演算処理回路及び演算処理方法
である。

【０１２１】図８は、第６の実施形態の演算処理回路の
構成を示し、上述した図１との同一、対応部分には、同
一、対応符号を付して示しているものである。

【０１２２】図８において、第６の実施形態のパックデ
ータ入力手段１は、複数の成分からなる入力データに対
する演算処理を所定のＷビット幅のＷビット演算器２Ａ
を用いて行うために、ある入力データｘ＝（ｘ１，…，
ｘｎ）（ｎは成分数）を、ｍ個のグループＧ１〜Ｇｍに
分け、各グループＧ１、…、ＧｍにパックデータＸＧ
１、…ＸＧｍを形成し、順次、パックデータ演算手段２
に入力するものである。なお、演算に供する入力データ
が２以上の場合には、各入力データｘ、ｙ、…に対し
て、上述した成分データのＷビット幅へのパック化を行
う。

【０１２３】パックデータ入力手段１は、例えば、以下
のような方法により、パック化を行う。ｉ番目の成分デ
ータｘｉのビット幅をｗｉとすると、パックデータ入力
手段１は、ｎ個のビット幅ｗｉの成分データを、それぞ
れのグループに含まれる成分データのビット幅の合計が
Ｗビット以下となるようｍ個のグループＧ１〜Ｇｍに分
け、複数の成分データを含むグループについては、グル
ープに含まれる成分データをＷビット幅にパックする。
より具体的には、例えば、１番目の成分データから順
に、ビット幅の合計がＷビット幅に収まる分だけ成分デ
ータを集めてグループ化し、Ｗビット幅に収まらなくな
った成分データからは、次のグループとすることによっ
て、それぞれがＷビット幅に収まるグループを構成す
る。

【０１２４】なお、各成分データｘｉのビット幅ｗｉは
それぞれ異なっていても良い。また、あるグループにお
ける各成分データｘｉのビット幅ｗｉの合計がＷに満た
ない場合に、成分データを表すためには使われていない
ビットの状態は任意とする。さらに、１つの成分データ
しか含まないグループに対する処理は任意である。例え
ば、１つの成分データのみがパックされたものとして、
複数の成分データがパックされたデータに対するのと同
じ処理を行っても良いし、また、桁上がりや桁下がりな
どが問題とならないので、別途そのグループのための処
理を行っても良い。

【０１２５】パックデータ演算手段２は、第１の実施形
態と同様なものであり、内蔵するＷビット演算器（１個
とは限らない）２Ａを用いて、入力された各グループ毎
の入力パックデータに対し、所定の演算を行う。なお、
１つの成分データのみがパックされたパックデータに対
しては、成分データがパックされたことに基づかない演
算処理を行うものであっても良い。

【０１２６】パックデータ出力手段３は、パックデータ
演算手段２から与えられた演算結果データ（成分データ
がパックされているデータ）を、所定のデータ形式で出
力するものであり、第１の実施形態のものと同様であ
る。

【０１２７】上述した第６の実施形態によれば、各成分
データ毎の所定の演算を、成分データをグループ化し、
各グループの成分データをパックしたパックデータとし
て、Ｗビット演算器を利用するパックデータ演算手段
を、各グループについて１回ずつ実行して、グループ内
の成分毎の演算結果を並列的に得るようにしたので、成
分毎の並列演算機能を備えた特別な構成の演算回路を用
いないで、多くの成分データを有するデータを高速に演
算処理することができる。

【０１２８】（Ｇ）他の実施形態 第１及び第６の実施形態は、本発明についての概念的実
施形態であり、この実施形態で普遍的に説明したよう
に、Ｗビット幅の演算種類は任意である。すなわち、成
分データがパックされた入力パックデータに対し、Ｗビ
ット幅の演算を行ってもパックデータ内の成分データ同
士が干渉（桁上がりや桁下がりなど）しない演算種類
（例えば、論理演算）であっても本発明を適用すること
ができる。

【０１２９】第２〜第５の実施形態は、成分データがパ
ックされた入力パックデータに対し、Ｗビット幅の所定
の演算を単に行った場合には、その演算結果データが正
しくならないことも生じる演算種類について、その誤り
を抑える方法を明確にするため、詳述したものである。

【０１３０】第２〜第５の実施形態においては、成分デ
ータが例えば２の補数表現で表されているものであった
が、符号＋絶対値表現、１の補数表現、ｎ増し表現など
の他の表現形式が適用されている成分データに対して
も、本発明の技術思想を適用することができる。この場
合においても、パックデータに対し、演算が、各成分デ
ータの範囲を越えて影響し合うことを防止する操作や、
その操作のために、所定演算を実行した後に本来の値に
なっていないこともあり得るビット位置の値を正しい値
に戻す操作を適宜実行すれば良い。ここで、第２及び第
３の実施形態について、符号＋絶対値表現、１の補数表
現、ｎ増し表現などの表現形式を適用した場合であって
も、符号ビットを有さない正値だけの成分データを取り
扱うこともできる。

【０１３１】また、第２〜第５の実施形態において、入
力データの各成分データの値の範囲が予め制限されてい
るような場合に、不要な演算を省略することも可能であ
る。例えば、図３において、入力データＹの各成分デー
タのＭＳＢが全て０であることが予め分かって居る場合
には、ＭＳＢ置換部２０１は省略でき、また、加算結果
調整部２０３の入力データＹに関する演算部分を省略で
きる。

【０１３２】上記各実施形態は、Ｗビット幅の各種の演
算器を備えているプロセッサを用いることを意図して成
されたものであるが、個別部品であるＷビット幅の演算
器やレジスタを適宜配置、接続して、上記各実施形態の
演算処理回路を構成するようにしても良い。

【０１３３】逆に、本発明の演算処理方法をソフトウェ
アによって実現するようにしても良い。

【０１３４】

【発明の効果】以上のように、本発明の演算処理回路と
及び方法によれば、入力データの成分データをＷビット
幅にパックしたパックデータを入力し、Ｗビット幅の演
算を行う、１個又は複数個の組合せのＷビット演算器を
用いて、入力されたパックデータに対し、Ｗビット幅の
データのまま、所定の演算を行い、パックデータであ
る、演算結果データを所定の出力形式で出力するように
したので、成分データ毎の演算が可能な特別な演算回路
を用いることなく、複数の成分データからなる入力デー
タをＷビット幅の演算器を用いて並列的に処理すること
が可能となり、高速に演算結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】成分データのパック化方法の一例の説明図であ
る。

【図３】第２の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】第２の実施形態のパックデータ加算手段の構成
原理の説明図である。

【図５】第３の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。

【図６】第４の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。

【図７】第５の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。

【図８】第６の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１…パックデータ入力手段、 ２…パックデータ演算手段、 ２Ａ…Ｗビット演算器、 ３…パックデータ出力手段。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 7/00 G06F 5/00 G06T 1/00 H03M 7/30

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の成分データからなる１又は２以上
   の入力データに対し、所定の演算を行う演算処理回路に
   おいて、 入力データの成分データをＷビット幅にパックしたパッ
   クデータを入力するパックデータ入力手段と、 Ｗビット幅の演算を行うＷビット演算器を１個又は複数
   組合せて備え、入力されたパックデータに対し、Ｗビッ
   ト幅のデータのまま、所定の演算を行うパックデータ演
   算手段と、 パックデータである、演算結果データを所定の出力形式
   で出力するパックデータ出力手段とを有し、 上記パックデータ演算手段は、 Ｗビット幅のパックデータを演算したときに、パックデ
   ータ内の各成分データの範囲を越えて演算結果が影響し
   合う、１又は複数のＷビット演算器でなる第１のＷビッ
   ト演算部と、 この第１のＷビット演算部に至る前に、この第１のＷビ
   ット演算部が演算しても、パックデータ内の各成分デー
   タの範囲を越えて演算結果が影響し合うことを防止する
   ように、この第１のＷビット演算部への入力パックデー
   タを操作する、１又は複数のＷビット演算器でなる第２
   のＷビット演算部と、 上記第１のＷビット演算部からの演算結果データにおい
   て、上記第２のＷビット演算部のパックデータの操作の
   影響を受けているビット位置の値を正しい値に戻す、１
   又は複数のＷビット演算器でなる第３のＷビット演算部
   とを少なくとも含むことを特徴とする演算処理回路。
2. 【請求項２】 複数の成分データからなる１又は２以上
   の入力データに対し、所定の演算を行う演算処理回路に
   おいて、 入力データの成分データをＷビット幅にパックしたパッ
   クデータを入力するパックデータ入力手段と、 Ｗビット幅の演算を行うＷビット演算器を１個又は複数
   組合せて備え、入力されたパックデータに対し、Ｗビッ
   ト幅のデータのまま、所定の演算を行うパック データ演
   算手段と、 パックデータである、演算結果データを所定の出力形式
   で出力するパックデータ出力手段とを有し、 上記パックデータ入力手段は、２つの入力データｘ＝
   （ｘ１，…，ｘｎ）及びｙ＝（ｙ１，…，ｙｎ）を、そ
   れぞれパックされたＷビット幅のデータＸ、Ｙとして入
   力するものであり、 上記パックデータ演算手段は、 入力パックデータＸ、Ｙのそれぞれの、全ての成分毎の
   最上位ビットを０に置き換えたデータＸ０、Ｙ０を得る
   最上位ビット置換部と、 これらデータＸ０及びＹ０のＷビット幅のスカラ加算に
   よる演算結果データＺ０＝Ｘ０＋Ｙ０を得る加算部と、 この演算結果データＺ０の全ての成分毎の最上位ビット
   を、データＺ０とＸとＹとのビット毎の排他的論理和
   の、全ての成分毎の最上位ビットに置き換えたデータＺ
   を得る加算結果調整部とを有することを特徴とする演算
   処理回路。
3. 【請求項３】 複数の成分データからなる１又は２以上
   の入力データに対し、所定の演算を行う演算処理回路に
   おいて、 入力データの成分データをＷビット幅にパックしたパッ
   クデータを入力するパックデータ入力手段と、 Ｗビット幅の演算を行うＷビット演算器を１個又は複数
   組合せて備え、入力されたパックデータに対し、Ｗビッ
   ト幅のデータのまま、所定の演算を行うパックデータ演
   算手段と、 パックデータである、演算結果データを所定の出力形式
   で出力するパックデータ出力手段とを有し、 上記パックデータ入力手段は、２つの入力データｘ＝
   （ｘ１，…，ｘｎ）及びｙ＝（ｙ１，…，ｙｎ）を、そ
   れぞれパックされたＷビット幅のデータＸ、Ｙとして入
   力するものであり、 上記パックデータ演算手段は、 入力パックデータＸの全ての成分毎の最上位ビットを１
   に置き換えたデータＸ１を得ると共に、入力パックデー
   タＹの全ての成分毎の最上位ビットを０に置き換えたデ
   ータＹ０を得る最上位ビット置換部と、 これらデータＸ１とＹ０のＷビット幅のスカラ減算によ
   る演算結果データＺ１＝Ｘ１−Ｙ０を得る減算部と、 この演算結果データＺ１の全ての成分毎の最上位ビット
   を、データＺ１とＸとＹとのビット毎の排他的論理和の
   否定の全ての成分毎の最上位ビットに置き換えたデータ
   Ｚを得る減算結果調整部とを有することを特徴とする演
   算処理回路。
4. 【請求項４】 複数の成分データからなる１又は２以上
   の入力データに対し、所定の演算を行う演算処理回路に
   おいて、 入力データの成分データをＷビット幅にパックしたパッ
   クデータを入力するパックデータ入力手段と、 Ｗビット幅の演算を行うＷビット演算器を１個又は複数
   組合せて備え、入力されたパックデータに対し、Ｗビッ
   ト幅のデータのまま、所定の演算を行うパックデータ演
   算手段と、 パックデータである、演算結果データを所定の出力形式
   で出力するパックデータ出力手段とを有し、 上記パックデータ演算手段は、 当該パックデータ演算手段へ入力されたパックデータか
   ら、そのパックデータにおける各成分データの正負を規
   定するＷビット幅の成分正負規定データを形成する、１
   又は複数のＷビット演算器でなる成分正負規定データ作
   成部と、 上記成分正負規定データ作成部からの成分正負規定デー
   タを利用し、同一の演算を行いながら、当該パックデー
   タ演算手段へ入力されたパックデータの成分データの正
   負に応じた別個の処理を実行する、１又は複数のＷビッ
   ト演算器でなる正負共通Ｗビット演算部とを少なくとも
   含むことを特徴とする演算処理回路。
5. 【請求項５】 上記正負共通Ｗビット演算部は、Ｗビッ
   ト幅のパックデータを演算したときに、パックデータ内
   の各成分データの範囲を越えて演算結果が影響し合う成
   分間干渉Ｗビット演算器を少なくとも１個以上有し、 上記成分正負規定データ作成部が、この成分間干渉Ｗビ
   ット演算器による演算が実行されても、パックデータ内
   の各成分データの範囲を越えて演算結果が影響し合うこ
   とを防止できる、上記成分正負規定データを作成するこ
   とを特徴とする請求項４に記載の演算処理回路。
6. 【請求項６】 複数の成分データからなる１又は２以上
   の入力データに対し、所定の演算を行う演算処理回路に
   おいて、 入力データの成分データをＷビット幅にパックしたパッ
   クデータを入力するパックデータ入力手段と、 Ｗビット幅の演算を行うＷビット演算器を１個又は複数
   組合せて備え、入力されたパックデータに対し、Ｗビッ
   ト幅のデータのまま、所定の演算を行うパックデータ演
   算手段と、 パックデータである、演算結果データを所定の出力形式
   で出力するパックデータ出力手段とを有し、 上記パックデータ入力手段は、入力データｘ＝（ｘ１，
   …，ｘｎ）を、パックされたＷビット幅のデータＸとし
   て入力するものであり、 上記パックデータ演算手段は、 入力パックデータＸの全ての成分毎の最上位ビットを０
   に置き換えたデータＸ０を得る最上位ビット置換部と、 全ての成分毎の最上位ビットが１でその他の成分ビット
   が０であるデータＭと、データＸ０との、Ｗビット幅の
   スカラ減算による演算結果データＺ２＝Ｍ−Ｘ０を得る
   整数部変換部と、 演算結果データＺ２の全ての成分毎の最上位ビットを、
   データＺ２とＸとのビット毎の排他的論理和の否定の全
   ての成分毎の最上位ビットに置き換えたデータＺを得る
   符号調整部とを有することを特徴とする演算処理回路。
7. 【請求項７】 複数の成分データからなる１又は２以上
   の入力データに対し、所定の演算を行う演算処理回路に
   おいて、 入力データの成分データをＷビット幅にパックしたパッ
   クデータを入力するパックデータ入力手段と、 Ｗビット幅の演算を行うＷビット演算器を１個又は複数
   組合せて備え、入力されたパックデータに対し、Ｗビッ
   ト幅のデータのまま、所定の演算を行うパックデータ演
   算手段と、 パックデータである、演算結果データを所定の出力形式
   で出力するパックデータ出力手段とを有し、 上記パックデータ入力手段は、各ｉ番目の成分ｘｉのビ
   ット幅ｗｉが全てビット幅ｗに等しい入力データｘ＝
   （ｘ１，…，ｘｎ）を、パックされたＷビット幅のデー
   タＸとして入力するものであり、 上記パックデータ演算手段は、 全ての成分毎の最上位ビットが入力パックデータＸと等
   しくその他の成分ビットが０であるデータＸＭを得る符
   号抽出部と、 このデータＸＭを下位にｗ−１ビットだけシフトしたデ
   ータＸＬを得るシフト部と、 データＸＭとＸＬのＷビット幅のスカラ減算による演算
   結果データＸＳ＝ＸＭ−ＸＬを得るスカラ減算器と、 データＸとＸＭとＸＳのビット毎の排他的論理和データ
   ＺＬと、データＸＬとのＷビット幅のスカラ加算による
   演算結果Ｚ＝ＺＬ＋ＸＬを得る最上位ビット調整部とを
   有することを特徴とする演算処理回路。
8. 【請求項８】 複数の成分データからなる１又は２以上
   の入力データに対し、所定の演算を行う演算処理方法に
   おいて、 入力データの成分データをＷビット幅にパックしたパッ
   クデータを入力する工程と、 Ｗビット幅の演算を行う、１個又は複数個の組合せのＷ
   ビット演算器を用いて、入力されたパックデータに対
   し、Ｗビット幅のデータのまま、所定の演算を行う工程
   と、 パックデータである、演算結果データを所定の出力形式
   で出力する工程とを有し、 入力されたパックデータに対する所定の演算工程による
   演算には、 Ｗビット幅のパックデータを演算したときに、パックデ
   ータ内の各成分データの範囲を越えて演算結果が影響し
   合う、１又は複数のＷビット演算器を用いた第１の演算
   と、 この第１の演算に至る前に、この第１の演算を実行して
   も、パックデータ内の各成分データの範囲を越えて演算
   結果が影響し合うことを防止するように、この第１の演
   算への入力パックデータを操作する、１又は複数のＷビ
   ット演算器を用いた第２の演算と、 上記第１の演算による演算結果データにおいて、上記第
   ２の演算によるパックデータの操作の影響を受けている
   ビット位置の値を正しい値に戻す、１又は複数のＷビッ
   ト演算器を用いた第３の演算とを少なくとも含むことを
   特徴とする演算処理方法。
9. 【請求項９】 複数の成分データからなる１又は２以上
   の入力データに対し、所定の演算を行う演算処理方法に
   おいて、 入力データの成分データをＷビット幅にパックしたパッ
   クデータを入力する工程と、 Ｗビット幅の演算を行う、１個又は複数個の組合せのＷ
   ビット演算器を用いて、入力されたパックデータに対
   し、Ｗビット幅のデータのまま、所定の演算を行う工程
   と、 パックデータである、演算結果データを所定の出力形式
   で出力する工程とを有し、 パックデータを入力する工程では、 ２つの入力データｘ
   ＝（ｘ１，…，ｘｎ）及びｙ＝（ｙ１，…，ｙｎ）を、
   それぞれ成分データがパックされたＷビット幅のデータ
   Ｘ、Ｙとして入力し、所定の演算を行う工程では、 これら入力パックデータＸ、Ｙのそれぞれの、全ての成
   分毎の最上位ビットを０に置き換えたデータＸ０、Ｙ０
   を得、 データＸ０及びＹ０のＷビット幅のスカラ加算による演
   算結果データＺ０＝Ｘ０＋Ｙ０を得、 この演算結果データＺ０の全ての成分毎の最上位ビット
   を、データＺ０とＸとＹとのビット毎の排他的論理和
   の、全ての成分毎の最上位ビットに置き換えたデータＺ
   を最終的な演算結果データとして得ることを特徴とする
   演算処理方法。
10. 【請求項１０】 複数の成分データからなる１又は２以
    上の入力データに対し、所定の演算を行う演算処理方法
    において、 入力データの成分データをＷビット幅にパックしたパッ
    クデータを入力する工程と、 Ｗビット幅の演算を行う、１個又は複数個の組合せのＷ
    ビット演算器を用いて、入力されたパックデータに対
    し、Ｗビット幅のデータのまま、所定の演算を行う工程
    と、 パックデータである、演算結果データを所定の出力形式
    で出力する工程とを有し、 パックデータを入力する工程では、 ２つの入力データｘ
    ＝（ｘ１，…，ｘｎ）及びｙ＝（ｙ１，…，ｙｎ）を、
    それぞれ成分データがパックされたＷビット幅のデータ
    Ｘ、Ｙとして入力し、所定の演算を行う工程では、 入力パックデータＸの全ての成分毎の最上位ビットを１
    に置き換えたデータＸ１を得ると共に、入力パックデー
    タＹの全ての成分毎の最上位ビットを０に置き換えたデ
    ータＹ０を得、 これらデータＸ１とＹ０のＷビット幅のスカラ減算によ
    る演算結果データＺ１＝Ｘ１−Ｙ０を得、 この演算結果データＺ１の全ての成分毎の最上位ビット
    を、データＺ１とＸとＹとのビット毎の排他的論理和の
    否定の全ての成分毎の最上位ビットに置き換えたデータ
    Ｚを最終的な演算結果データとして得ることを特徴とす
    る演算処理方法。
11. 【請求項１１】 複数の成分データからなる１又は２以
    上の入力データに対し、所定の演算を行う演算処理方法
    において、 入力データの成分データをＷビット幅にパックしたパッ
    クデータを入力する工程と、 Ｗビット幅の演算を行う、１個又は複数個の組合せのＷ
    ビット演算器を用いて、入力されたパックデータに対
    し、Ｗビット幅のデータのまま、所定の演算を行う工程
    と、 パックデータである、演算結果データを所定の出力形式
    で出力する工程とを有し、 入力されたパックデータに対する所定の演算工程による
    演算には、 入力されたパックデータから、そのパックデータにおけ
    る各成分データの正負を規定するＷビット幅の成分正負
    規定データを形成する、１又は複数のＷビット演算器を
    用いた成分正負規定データ作成処理と、 作成された成分正負規定データを利用し、同一の演算を
    行いながら、入力されたパックデータの成分データの正
    負に応じた別個の処理を実行する、１又は複数のＷビッ
    ト演算器を用いた正負共通Ｗビット演算とを少なくとも
    含むことを特徴とする演算処理方法。
12. 【請求項１２】 上記正負共通Ｗビット演算は、Ｗビッ
    ト幅のパックデータを演算したときに、パックデータ内
    の各成分データの範囲を越えて演算結果が影響し合う成
    分間干渉Ｗビット演算器を利用した処理を含み、 上記成分正負規定データ作成処理では、この成分間干渉
    Ｗビット演算器による演算が実行されても、パックデー
    タ内の各成分データの範囲を越えて演算結果が影響し合
    うことを防止できる、上記成分正負規定データを作成す
    ることを特徴とする請求項１１に記載の演算処理方法。
13. 【請求項１３】 複数の成分データからなる１又は２以
    上の入力データに対し、所定の演算を行う演算処理方法
    において、 入力データの成分データをＷビット幅にパックしたパッ
    クデータを入力する工程と、 Ｗビット幅の演算を行う、１個又は複数個の組合せのＷ
    ビット演算器を用いて、入力されたパックデータに対
    し、Ｗビット幅のデータのまま、所定の演算を行う工程
    と、 パックデータである、演算結果データを所定の出力形式
    で出力する工程とを有し、 パックデータを入力する工程では、 入力データｘ＝（ｘ
    １，…，ｘｎ）を、パックされたＷビット幅のデータＸ
    として入力し、所定の演算を行う工程では、 入力パックデータＸの全ての成分毎の最上位ビットを０
    に置き換えたデータＸ０を得、 全ての成分毎の最上位ビットが１でその他の成分ビット
    が０であるデータＭと、データＸ０との、Ｗビット幅の
    スカラ減算による演算結果データＺ２＝Ｍ−Ｘ０を得、 演算結果データＺ２の全ての成分毎の最上位ビットを、
    データＺ２とＸとのビット毎の排他的論理和の否定の全
    ての成分毎の最上位ビットに置き換えたデータＺを最終
    的な演算結果データとして得ることを特徴とする演算処
    理方法。
14. 【請求項１４】 複数の成分データからなる１又は２以
    上の入力データに対し、所定の演算を行う演算処理方法
    において、 入力データの成分データをＷビット幅にパックしたパッ
    クデータを入力する工程と、 Ｗビット幅の演算を行う、１個又は複数個の組合せのＷ
    ビット演算器を用いて、入力されたパックデータに対
    し、Ｗビット幅のデータのまま、所定の演算を行う工程
    と、 パックデータである、演算結果データを所定の出力形式
    で出力する工程とを有し、 パックデータを入力する工程では、 各ｉ番目の成分ｘｉ
    のビット幅ｗｉが全てビット幅ｗに等しい入力データｘ
    ＝（ｘ１，…，ｘｎ）を、パックされたＷビット幅のデ
    ータＸとして入力し、所定の演算を行う工程では、 全ての成分毎の最上位ビットが入力パックデータＸと等
    しくその他の成分ビットが０であるデータＸＭを得、 このデータＸＭを下位にｗ−１ビットだけシフトしたデ
    ータＸＬを得、 データＸＭとＸＬのＷビット幅のスカラ減算による演算
    結果データＸＳ＝ＸＭ−ＸＬを得、 データＸとＸＭとＸＳのビット毎の排他的論理和データ
    ＺＬと、データＸＬとのＷビット幅のスカラ加算による
    演算結果データＺ＝ＺＬ＋ＸＬを最終的な演算結果デー
    タとして得ることを特徴とする演算処理方法。